¿Qué es un OPAM?
Un amplificador operacional es un amplificador diferencial. Desde el punto de vista
de una señal, el Amp. Op. tiene tres terminales: dos terminales de entrada y un terminal
de salida. La figura 1 muestra el símbolo que utilizaremos para representar el Amp.
Op. Los terminales 1 y 2 son los terminales de entrada, y el terminal 3 es el de salida.
Como el Amp. Op. es un dispositivo activo (está formado por transistores, resistencias y algún condensador), requiere una potencia de continua para funcionar. La mayoría de Amp. Op. de CI requieren dos fuentes de continua. Los terminales, 4 y 5 del operacional se conectan a un voltaje positivo, VCC, y a uno negativo, -VEE, respectivamente, siendo habitual que sean iguales en valor absoluto.
Las dos fuentes de alimentación de continua presentan una tierra común. Es interesante observar que el punto tierra de referencia en los Amp. Op. es precisamente el terminal común de las dos fuentes de alimentación; esto es, ningún terminal del Amp. Op. se conecta físicamente a tierra.
Es importante indicar que también existen operacionales que se alimentan entre tensión y tierra (operacionales Norton).
En adición a los tres terminales de la señal y los dos terminales de la alimentación de continua, un Amp. Op. puede tener otros terminales para propósitos específicos. La función de algunos terminales del operacional se verá en el laboratorio (por ejemplo, la anulación del offset, aunque no se emplee).
La ecuación ideal del comportamiento del amplificador operacional es la siguiente:
Siendo A la ganancia de voltaje sin carga.
Es decir, la salida es igual a la diferencia de ambas entradas multiplicadas por una constante A. La entrada 1 (V+), se denomina Entrada no inversora porque varía en el mismo sentido que la salida: de la fórmula anterior se deduce, que si mantenemos la entrada inversora (entrada 2, V-) constante, cuando V+ aumenta, Vo aumenta, y cuando V+ disminuye, Vo disminuye. La entrada 2 (V-) se denomina entrada inversora porque varía en sentido contrario que la salida. Aplicando la fórmula anterior se deduce, que si mantenemos la entrada no inversora (entrada 1, V+) constante, cuando V- aumenta, Vo disminuye, y cuando V+ disminuye, Vo aumenta.
Es habitual en los circuitos electrónicos no mostrar de forma explícita las fuentes de alimentación de continua de los Amp. Op., ni la línea de tierra, como se representa en la figura 2. (Este punto suele introducir problemas, porque es habitual olvidar que la alimentación de continua limitará el margen de valores que puede tener la tensión de salida).
Vs y Rs: equivalente Thevenin de la alimentación
RL: carga exterior
Vi: tensión de entrada Vo: tensión de salida
Ri: impedancia de entrada
Ro: impedancia de salida
AV: ganancia de tensión en circuito abierto.
Figura 1.
Como el Amp. Op. es un dispositivo activo (está formado por transistores, resistencias y algún condensador), requiere una potencia de continua para funcionar. La mayoría de Amp. Op. de CI requieren dos fuentes de continua. Los terminales, 4 y 5 del operacional se conectan a un voltaje positivo, VCC, y a uno negativo, -VEE, respectivamente, siendo habitual que sean iguales en valor absoluto.
Las dos fuentes de alimentación de continua presentan una tierra común. Es interesante observar que el punto tierra de referencia en los Amp. Op. es precisamente el terminal común de las dos fuentes de alimentación; esto es, ningún terminal del Amp. Op. se conecta físicamente a tierra.
Es importante indicar que también existen operacionales que se alimentan entre tensión y tierra (operacionales Norton).
En adición a los tres terminales de la señal y los dos terminales de la alimentación de continua, un Amp. Op. puede tener otros terminales para propósitos específicos. La función de algunos terminales del operacional se verá en el laboratorio (por ejemplo, la anulación del offset, aunque no se emplee).
La ecuación ideal del comportamiento del amplificador operacional es la siguiente:
Es decir, la salida es igual a la diferencia de ambas entradas multiplicadas por una constante A. La entrada 1 (V+), se denomina Entrada no inversora porque varía en el mismo sentido que la salida: de la fórmula anterior se deduce, que si mantenemos la entrada inversora (entrada 2, V-) constante, cuando V+ aumenta, Vo aumenta, y cuando V+ disminuye, Vo disminuye. La entrada 2 (V-) se denomina entrada inversora porque varía en sentido contrario que la salida. Aplicando la fórmula anterior se deduce, que si mantenemos la entrada no inversora (entrada 1, V+) constante, cuando V- aumenta, Vo disminuye, y cuando V+ disminuye, Vo aumenta.
Es habitual en los circuitos electrónicos no mostrar de forma explícita las fuentes de alimentación de continua de los Amp. Op., ni la línea de tierra, como se representa en la figura 2. (Este punto suele introducir problemas, porque es habitual olvidar que la alimentación de continua limitará el margen de valores que puede tener la tensión de salida).
Figura 2.
El amplificador operacional como amplificador de tensión.
Figura 3. Se representa un circuito en el que se desea amplificar tensión.
Las definiciones de las variables dibujadas en la Figura 3 son las siguientes:
Comentarios
Publicar un comentario